針鐵礦-石墨烯復(fù)合體表面修飾介孔載體光芬頓催化劑的制備及其催化降解苯酚廢水的研究.pdf

1、光源輔助芬頓反應(yīng)，即光芬頓反應(yīng)體系，可以增強(qiáng)對(duì)有機(jī)污染物的去除效果，拓寬pH適用范圍。作為優(yōu)良的光電材料，將石墨烯摻雜于多孔載體催化劑中可以最大限度發(fā)揮其在載體界面加快光電轉(zhuǎn)化和電子傳輸?shù)闹呋饔靡约胺稚⒋呋钚粤Ｗ?，促進(jìn)并加快催化反應(yīng)的進(jìn)行，從而提高光芬頓反應(yīng)的催化效能。本文采用亞鐵離子誘導(dǎo)自組裝技術(shù)制備基于α-FeOOH-石墨烯-介孔載體（Al-MCM-41、MCM-41和γ-Al2O3）三者結(jié)合的復(fù)合型催化材料，并應(yīng)用于氙燈模擬

2、日光/H2O2體系聯(lián)合降解苯酚廢水的研究。主要結(jié)果如下:
　　在亞鐵離子誘導(dǎo)自組裝過程中，亞鐵離子誘導(dǎo)還原氧化石墨烯，自身被氧化生成α-FeOOH附著于被還原的石墨烯表面，生成的復(fù)合體gh/α-FeOOH分布均勻并表面修飾于介孔載體表層結(jié)構(gòu)中。
　　通過對(duì)復(fù)合體gh/α-FeOOH表面修飾的不同載體催化劑結(jié)構(gòu)特征和催化效能進(jìn)行綜合分析與評(píng)價(jià)，基于載體Al-MCM-41得到的gh/α-FeOOH-Al-MCM催化效能優(yōu)于另兩種

3、載體催化劑。gh/α-FeOOH-Al-MCM組合元素優(yōu)化參數(shù)為:2g Al-MCM-41，30mlGO(7.75mg·mL-1)和5％wt Fe2+用量，GO/Fe2+質(zhì)量比2.33。相比暗芬頓反應(yīng)體系，氙燈模擬日光的輔助增強(qiáng)了gh/α-FeOOH-Al-MCM對(duì)苯酚廢水的降解去除效果，縮短了降解反應(yīng)時(shí)間，拓寬了pH有效適用范圍，充分發(fā)揮了gh/α-FeOOH-Al-MCM組合結(jié)構(gòu)中α-FeOOH-石墨烯-Al-MCM-41三者的協(xié)同

4、增強(qiáng)作用，連續(xù)進(jìn)行5次降解實(shí)驗(yàn)仍能保持較好的催化降解效果。Mn2+/Fe2+和Ce2+/Fe2+二元改性催化材料的降解效果不如gh/α-FeOOH-Al-MCM。
　　gh/α-FeOOH-Al-MCM光芬頓反應(yīng)體系pH有效適用范圍為4～9，催化劑和雙氧水最佳用量分別為0.5mg·L-1和10mM。氙燈模擬日光條件下gh/α-FeOOH-Al-MCM反應(yīng)體系的催化效果優(yōu)于真實(shí)日光、濾波片模擬可見光以及暗室條件，略低于汞燈模擬紫外光

5、條件。gh/α-FeOOH-Al-MCM光芬頓反應(yīng)體系以異相光芬頓降解反應(yīng)為主要貢獻(xiàn)作用。水體中陰離子（Cl-、SO42-、NO3-、HCO3-、HPO43-）、小分子有機(jī)酸(C6H8O7、H2C2O4、C4H6O6)和天然有機(jī)物（HA和FA）對(duì)gh/α-FeOOH-Al-MCM光芬頓反應(yīng)體系的催化效能均有不同程度的削弱作用。氙燈模擬日光的輔助加快了gh/α-FeOOH-Al-MCM光芬頓反應(yīng)過程中氧化自由基的生成速率，除生成羥基自由基